專利名稱：履帶吊起重機(jī)及其臂架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種履帶吊起重機(jī)，還涉及用于履帶吊起重機(jī)的臂架。
背景技術(shù)：
圖l-4示出了現(xiàn)有履帶吊起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，起重機(jī)支撐在 覆帶架2上，起重機(jī)的前端具有臂架3，用于支撐和提升被吊物， 后端具有配重1,用于與前端臂架和^^吊物實(shí)現(xiàn)重量平衡。履帶起 重機(jī)與其它起重機(jī)不一樣， 一般是拆卸運(yùn)輸?shù)焦さ?，將臂架放在?面上4妄需求聯(lián)4姿。它的臂架起初是支在地面上，如圖1-4所示，工 作前必需將臂架抬起，然后起臂才能工作，履帶起重機(jī)的工況很多， 起臂問題也是一個(gè)難度較大的問題。國內(nèi)外的履帶起重機(jī)的桁架臂 系統(tǒng)，通常都是采用主截面為四邊形，四邊形的四個(gè)角采用較粗的 管，稱為弦桿31，再用一些壽交細(xì)的管，稱為腹桿32，與弦桿31焊 ^接在一起，從而構(gòu)成臂架3。
在現(xiàn)有的覆帶吊起重機(jī)中，臂架的所有臂段(或臂節(jié))的弦桿 規(guī)格都是一樣的。如圖8所示，臂架3的前端臂節(jié)3C (剖面C-C 所在的臂節(jié))、多個(gè)中間臂節(jié)3B (剖面B-B所在的臂節(jié))以及后端 臂節(jié)3A (剖面A-A所在的臂節(jié))具有同樣規(guī)格的弦桿31，弦桿31 的外徑D1及壁厚tl均相同。在這樣的臂架設(shè)計(jì)中，由于各處的弦 桿的設(shè)計(jì)都要根據(jù)起重機(jī)的最大負(fù)載情況來考慮，因此整個(gè)臂架重量非常大，使得起重性能受到很大制約，有時(shí)甚至無法起臂，導(dǎo)致 不能工作。
以往的解決辦法是
1、 增力。配重，如已經(jīng)QUY160、 QUYIOO就發(fā)生過此類情況 (QUY160當(dāng)初增加9噸配重)。自重太大這樣不l又增加成本，還會 給其它結(jié)構(gòu)件帶來不利影響。
2、 加大履帶輪距Lv的長度來解決起臂問題，但同樣可能影響 起重機(jī)的性能，而且履帶起重機(jī)不像汽車起重機(jī)那樣靈活方便，結(jié) 構(gòu)件的自重太大還會給轉(zhuǎn)場帶來麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種覆帶吊起重機(jī)臂架，其 能夠滿足設(shè)計(jì)負(fù)荷所要求的受力強(qiáng)度，同時(shí)具有相對較輕的重量。
本發(fā)明要解決的另 一技術(shù)問題在于提供一種覆帶吊起重機(jī)，其 臂架能夠滿足設(shè)計(jì)負(fù)荷所要求的受力強(qiáng)度，同時(shí)具有相對較輕的重量。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是 一種履帶吊 起重機(jī)的臂架，臂架3具有依次連接的多個(gè)臂節(jié)3C、 3B和3A，臂 節(jié)3C、 3B和3A分別由弦桿31和腹桿32構(gòu)成的，其中，對應(yīng)于 分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，多個(gè)臂節(jié)3C、 3B和3A中包 括第一截面積的弦桿31和第二截面積的弦桿31，其中，第二截面 積小于第一截面積。
其中，上述各節(jié)臂的受力情況可以通過有限元分析的方法得 到，也可以通過其他計(jì)算途徑獲4尋。優(yōu)選地，臂節(jié)包括前端臂節(jié)3C、至少多個(gè)中間臂節(jié)3B、以及 后端臂節(jié)3A,前端臂節(jié)3C和后端臂節(jié)3A的弦桿具有第一截面積， 中間臂節(jié)3B中的至少一部分臂節(jié)的弦桿31具有第二截面積。
優(yōu)選地，中間臂節(jié)3B中還有至少一部分臂節(jié)的弦桿31具有第 一截面積。
優(yōu)選地，中間臂節(jié)3B中的各臂節(jié)的弦4干31沿從后端臂節(jié)3A 朝向前端^f節(jié)3C方向截面積逐、漸減小。
優(yōu)選地，具有第二截面積的臂節(jié)的弦桿的外徑與具有第一截面 積的臂節(jié)的弦桿的外徑相同，厚度'J 、于具有第 一截面積的臂節(jié)的弦 桿的厚度。
優(yōu)選地，具有第二截面積的臂節(jié)的弦桿的外徑小于具有第 一截 面積的節(jié)的弦4干的外徑。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種履帶吊起重機(jī)，具有臂架， 臂架具有依次連接的多個(gè)臂節(jié)，這些臂節(jié)分別由弦桿和腹桿構(gòu)成 的，其中，對應(yīng)于有限元分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，多個(gè) 臂節(jié)3C、 3B和3A中包括第一截面積的弦桿31和第二截面積的弦 桿31。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果
1. 減輕臂架重量，提高起臂穩(wěn)定性和起重性能，尤其是對大 臂長時(shí)臂架的剛度非常有利。
2. 減輕臂架重量使得傾翻力矩減小，對其它結(jié)構(gòu)件尤其是履 帶系統(tǒng)，使得其負(fù)荷更低，工作更加安全可靠中，從而具有更大的 優(yōu)勢；3,由于臂架重量的減輕，減少了材料用量，并且可以降低采 購及維《奮成本。
應(yīng)該理解，以上的一4史性描述和以下的詳細(xì)描述都是列舉和說 明性質(zhì)的，目的是為了對要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。


附圖構(gòu)成本說明書的一部分，與說明書一起用來說明本發(fā)明的 原理。附圖中
圖1是一種覆帶吊起重機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出臂架3 為主臂基本臂；
圖2是一種覆帶吊起重機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出臂架3 為主臂較長臂；
圖3是一種覆帶吊起重機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出臂架3 包括主臂和固定的副臂；
圖4是一種覆帶吊起重機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出臂架3 包括主臂和塔式的副臂；
圖5示出圖1所示的覆帶吊起重機(jī)在起臂后，工作前的狀態(tài)；
圖6示出圖1所示的覆帶吊起重機(jī)增加配重可能造成后仰的狀
態(tài)；
圖7示出圖1所示的覆帶吊起重機(jī)為解決后仰而加大履帶輪距
的示意圖；圖8示出目前街架臂架的結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出了前端臂節(jié)、 中間臂節(jié)和后端臂節(jié)的弦桿具有相同的:&計(jì)截面；
圖9是根據(jù)本發(fā)明的桁架臂架的結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出了至少 部分中間臂節(jié)的弦桿具有不同的i殳計(jì)截面，具體來i兌，其弦桿外徑 相同、壁厚不同；以及
圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一種桁架臂架的結(jié)構(gòu)示意圖，其中示 出了至少部分中間臂節(jié)的弦桿具有不同的i殳計(jì)截面，具體來i兌，其 弦4干外徑和壁厚均不相同。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行說明。附圖中，相 同的部件用相同的標(biāo)號表示。
本發(fā)明是為了減輕覆吊起重機(jī)的臂架重量，從而改善起重機(jī)的 起重性能。為此，在典型實(shí)施例中提出的解決方法是采用不同失見格 的弦桿。本發(fā)明的履帶吊起重才幾具有臂架3，參加圖9和圖10,臂 架3具有依次連接的多個(gè)臂節(jié)3C、 3B和3A,臂節(jié)3C、 3B和3A 分別由弦桿31和腹桿32構(gòu)成的，其中，對應(yīng)于有限元分析得到的 各臂節(jié)的受力分布情況，至少一部分臂節(jié)的弦桿31具有第一截面 積，至少另一部分臂節(jié)的弦桿31具有第二截面積，其中，第二截 面積小于第一截面積。
在才艮據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法如下
參數(shù)說明
Pg -西己f dPg —酉己f i曾l:L-主臂長度 BOg-主臂重量 Lv -履帶輪距 dLv-履帶輪距增量 L2-副臂長度 Blg-副臂重量
參見圖1、 2及5-7,對于主臂工況，i殳主車重量為Gl、且G1 到傾翻邊的3巨離為XI,配重為Pg、 Pg到，頁翁3邊的3巨離為X2，吊 臂重量為BOg，BOg到傾翻邊的距離為X3,貝'J
當(dāng) Gl*Xl+Pg*X2>=B0g*X3 ("*"號表示乘法運(yùn)算) 時(shí)，方能正常起臂。
當(dāng)^"長舉交大時(shí)可能有 Gl*Xl+Pg*X2<B0g* X3,
這時(shí)則不能正常起臂。
為解決該問題，以往想到的是增加配重dPg。如圖6所示，增 加配重可能會造成后仰。另 一種解決不能起臂的方法是加大覆帶輪 距和履帶軌距，如圖7所示，但這無疑使得設(shè)備更加笨重。
由于不能起臂時(shí)通常都是大臂長工況，此時(shí)B0g和X3都較大， 由于X2基本是受限參數(shù)，且相對于X3要小很多，若能減少B0g 也同樣能達(dá)到正常起臂。這樣不僅解決了起臂穩(wěn)定性問題，而且提 高起重性能，還能降低成本。臂架包括副臂的工況也是同樣的道理， 主臂、副臂都減輕重量性能會更高。桁架臂的重量BOg可包括三部分，弦桿重量、腹桿重量、附件 重量，對于中間臂節(jié)，弦桿重量占總重量的60%-70%，因此對弦桿 減重應(yīng)該效果4交好。
如圖9所示，L2、 L3為兩段不同的中間臂節(jié)，設(shè)單根弦桿的 重量為Wxl, 截面積為Sl, 弦才干長度Lx, 弦才干外4圣為Dl, 壁厚為tl， 材料密度為p,
則有 Wxl=Sl*Lx*p
其中 Sl-兀/4[D12 _(Dl-2*tl)2]
當(dāng)壁厚為t2時(shí)，
有 S2=ti/4[D12畫(Dl-2*t2)2]
若 tl>t2，貝'J ==>S1>S2,貝'J ==> Wxl> Wx2=S2*Lx*d
因此當(dāng)弦桿外徑不變時(shí)，減小弦桿壁厚就可減輕弦桿重量。問 題轉(zhuǎn)化為求解滿足條件的弦桿壁厚。
圖IO示出了另一種情況的臂架，其中，部分中間臂節(jié)3B的弦 桿外徑為D2，壁厚為t2，該外徑D2和壁厚tl不同于前端臂節(jié)3C 和后端臂節(jié)3A的外徑Dl和壁厚tl。其中，D2>D1，且還要滿足 截面積小于前端臂節(jié)3C和后端臂節(jié)3A的弦4干截面積。作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，可以4吏中間臂節(jié)3B中的各臂節(jié)的 弦桿31沿/人后端臂節(jié)3A朝向前端臂節(jié)3C方向截面積逐漸減小。
作為一種可選實(shí)施方式，多個(gè)臂節(jié)中還包括第三截面積的弦 4干。當(dāng)然，還可以包^"第四截面積的弦^f或第五截面積的弦4干等。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，履帶吊起重機(jī)的桁架臂架的弦桿壁 厚、臂長以及工況參數(shù)如起重量等都是離散變量，關(guān)于履帶吊桁架 臂架的減重工作就是一個(gè)離散變量優(yōu)化問題，工程中許多參數(shù)的選 取都是離散的。本發(fā)明中為減輕壁架的厚度，可以應(yīng)用Ansys有限 元分析軟件進(jìn)行計(jì)算，求出滿足要求的弦桿壁厚。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)^亍了i兌明，〗旦顯然， 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提 下，可以對本發(fā)明作出各種更改和變化。本發(fā)明的各種更改、變化 由所附的權(quán)利要求書及其等同物的內(nèi)容涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種履帶吊起重機(jī)的臂架，所述臂架(3)具有依次連接的多個(gè)臂節(jié)(3C、3B和3A)，所述臂節(jié)(3C、3B和3A)分別由弦桿(31)和腹桿(32)構(gòu)成的，其特征在于對應(yīng)于分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，所述多個(gè)臂節(jié)(3C、3B和3A)中包括第一截面積的弦桿(31)和第二截面積的弦桿(31)，其中，所述第二截面積小于所述第一截面積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶吊起重機(jī)的臂架，其特征在于所述多個(gè)臂節(jié)包括前端臂節(jié)(3C)、至少多個(gè)中間臂節(jié) (3B)、以及后端臂節(jié)(3A)，所述前端臂節(jié)(3C)和后端臂 節(jié)(3A)的弦桿具有第一截面積，所述中間臂節(jié)(3B)中的 至少一部分臂節(jié)的弦桿(31)具有第二截面積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶吊起重機(jī)的臂架，其特征在于所述中間臂節(jié)(3B)中還有至少一部分臂節(jié)的弦桿(31) 具有第一截面積。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶吊起重機(jī)的臂架，其特征在于所述中間臂節(jié)(3B)中的各臂節(jié)的弦桿(31)沿從所述 后端臂節(jié)(3A)朝向所述前端臂節(jié)(3C)方向截面積逐漸減 小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的履帶吊起重機(jī)的臂架，其特 征在于具有第二截面積的所述臂節(jié)的弦桿的外徑與具有第 一截 面積的所述臂節(jié)的弦桿的外徑相同，厚度小于具有第一截面積 的所述臂節(jié)的厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的履帶吊起重機(jī)的臂架，其特 征在于具有第二截面積的所述臂節(jié)的弦桿的外徑小于具有第一 截面積的所述臂節(jié)的弦桿的外徑。
7. —種履帶吊起重機(jī)，具有臂架(3)，所述臂架(3)具有依次 連接的多個(gè)臂節(jié)(3C、 3B和3A )，所述臂節(jié)(3C、 3B和3A ) 分別由弦桿(31)和腹桿(32)構(gòu)成的，其特4正在于對應(yīng)于分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，所述多個(gè)臂 節(jié)(3C、 3B和3A)中包4舌第一截面積的弦斥干(31)和第二 截面積的弦桿(31)，其中，所述第二截面積小于所述第一截 面積。
8. 4艮據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶吊起重機(jī)，其特征在于所述臂節(jié)包括前端臂節(jié)(3C)、至少多個(gè)中間臂節(jié)(3B)、 以及后端臂節(jié)(3A)，所述前端臂節(jié)(3C)和后端臂節(jié)OA) 的弦桿具有第一截面積，所述中間臂節(jié)(3B)中的至少一部 分臂節(jié)的弦桿(31)具有第二截面積。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的履帶吊起重機(jī)，其特征在于所述中間臂節(jié)(3B)中的各臂節(jié)的弦桿(31)沿從所述 后端臂節(jié)(3A)朝向所述前端臂節(jié)(3C)方向截面積逐漸減 小。
10.才艮據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的履帶吊起重機(jī)，其特征在 于具有第二截面積的所述臂節(jié)的弦桿的外徑與具有第 一截 面積的所述臂節(jié)的弦桿的外徑相同，厚度小于具有第 一截面積 的所述臂節(jié)的弦桿的厚度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種履帶吊起重機(jī)及其臂架，臂架(3)具有依次連接的多個(gè)臂節(jié)(3C、3B和3A)，臂節(jié)(3C、3B和3A)分別由弦桿(31)和腹桿(32)構(gòu)成的，其中，對應(yīng)于有限元分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，使所述多個(gè)臂節(jié)(3C、3B和3A)中至少具有第一截面積的弦桿(31)和第二截面積的弦桿，其中，第二截面積小于第一截面積。本發(fā)明可以減輕履帶吊起重機(jī)的臂架重量、提高起臂穩(wěn)定性和起重性能。
文檔編號B66C23/00GK101590985SQ20091014874
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者權(quán) 劉, 恒慧明, 詹純新 申請人:長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司